Трансформаторно-выпрямительное устройство Советский патент 1982 года по МПК H01F30/12 H01F27/28 

Изобретение относится к технике высоких напряжений и мэжет быть использовано как источник питания для электронно-лучевой технологии и в специальных электрофизических устайовках.

Известен маломощный симметричный трансформатор в трехфазном исполнении, собранный на трех П-образных ленточных сердечниках, сечения которых располагаются по вершинам равностороннего треугольника 1.

Недостаток такой конструкции - малая мощность, увеличенная длина витка катушек, невозможность выполнения главной изоляции на напряжение в СОТНИ киловольт.

Известен также трансформатор для передачи управляющих импульсов, который содержит .выпрямителыые элеме ты. Управляющий импульс передается с первичной обмотки на несколько вторичных, находящихся под различными высокими потенциалами. Первичная обмотка состоит из петлеобразной катушки, по крайней мере, частично охваченной трубчатЬйизоляционной гильзой, несущей, кольцевые сердечни-t ки, со вторичными тороидальными обмотками, соединенными последовательно через выпрямительные элементы 2. Недостаток такого трансформатора с малая мовшость, развиваемая в единице рабочего объема, обусловленная асимметрией электрических и магнитных полей.

Целью изобретения является симtoметрирование конструкции и увеличение удельной объемной мощности.

Указанная цель достигается тем, что в трансформаторно-выпрямительном устройстве, содержащем изолированные

15 друг от друга модули, каждый из которых содержит замкнутый сердечник, несущий секцию вторичной обмотки, выпрямительные элементы, подключенные к секциям вторичной обмотки, и

20 первичную обмотку, проходящую вдоль оси общего окна сердечников, образую щих вертиксшьные колонны, первичная обмотка выполнена в виде трех плоских прямоугольных катушек, вертикаль25ные части которых проходят попарно вдоль оси окна колонны сердечников, при этом выпрямительные элементы модулей соединены в трехфазные мосты, горизонтальные части первичных кату30шек располагаются вдоль граней равностороннего -Треугольника и выпрями тельные мосты собраны в две парал- лельные ветви, высоковольтный вывод расположен посредине колонны сердеч ников, а крайние мосты у торцов колонны заземлены. На фиг.1 приведен вариант конструкции трансформатора на тороидальных сердечниках; на фиг.2 - колонна сердечников, продольный разрез; на фиг. 3 - эпюра напряжений вдоль глав ной изоляции; на фиг.4 - главная изоляция, поперечное сечение; на фиг,5 - принципиальная схема трансформаторно-выпрямительного устройства. Колонны из тороидальных сердечни ков 1 образуют пространственно-симметричную структуру. Магнитный поток 2 в каждой 1колонне; замкнут в ферромагнитном материале тороидального сердечника. Первичная обмотка образована тремя прямоугольными мно говитковыми , вертикальные ча ти которых 3, 4 и 5 проходят попар но вдоль оси колонны тороидальных сердечников. Горизонтальные участки трех рам первичной обмотки 6 образу равносторонний треугольник. Шесть концов первичной обмотки 7 повышающего преобразовательного трансфо матора соединяются по схемезвезда Тороидальные сердечники магнитной системы трансформатора изолируются дисками 8 и несут секции вторичной обмотки 9, которые подключены к цепочке выпрямительных элементов 10. Выпрямительные элементы образуют дв параллельные ветви, заземленные у торцов колонн сердечников. Дисковый изолятор И фиксирует коаксиал, образованный изолирующим цилиндром 12 и электростатическим экраном первич ной обмотки 13. Отводы 14 обеспечивают принудительное деление потенциала на секциях выпрямителя, а вывод высокого потенциала 15 расположен в центральной части колонны сер дечников. Изоляция витков соседних катушек первичной обмотки 16 и 17 осуществляется электрокартоном и пленкой. Пространство между цилиндрами 18 заполняется электрически прочной средой - трансформаторным маслом или элегазом. Тран сформаторно-выпрямитель ное устройство работает следующим образом. При подключении первичной обмотKt|t 3, 4 и 5 к трехфазной сети происхбдит намагничивание-пространственно-симметричной магнитной системы трансформатора, при этом магнитный поток локализуется в отдельных сердечниках 1. В секциях вторичной обмотки 9 наводится система ЭДС, которая обуславливает , протекание вьшрямленного TOKai через нагрузку, подключаемую к высоковрльтному выводу 1 Пространственно-симметричная магнитная система трансформатора может собираться на П-образных или тороидгльных сердечниках. Во втором,случае резко уменьшается уровень взаимных индуктивных связей отдельных секций, что позволяет реализовать принудительное равномерное распределение напряжения в цепи выпрямительных мостов. Возможность принудительного деления потенциала по трансформаторно-выпрямительным секциям устройства позволяет оптимально использовать цилиндрический объем котла установки. Облегчается выполнение главной изоляции преобразовательного высоковольтного трансформатора, структура которой представляет собой масляный или элегазовый коаксиал с низким потенциалом у торцов колонны сердечников и ступенчатым его нарастанием к центру колонны. Формула изобретения 1.Трансформаторно-выпрямит.ельное устройство, содержащее изолированные друг от друга модули, каждый из которых содержит замкнутый сердечник, несущий секцию вторичной обмотки, и выпрямительные элементы, причем сердечники образуют вертикальные колонны, первичную обмотку, проходящую вдоль оси окна колонны сердечников, и высоковольтный вывод, отличающееся тем, что с целью увеличения удельной объемной мощности, первичная обмотка выполнена в виде трех плоских прямоугольных катушек, вертикальные части которых проходят попарно вдоль оси окна колонны сердечников, при этом выпрямительные элементы модулей соединены в трехфазные мосты | расположенные вдоль колонны сердечников. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью улучшения формы кривой тока, горизонтальные части первичных катушек образуют равносторонний треугольник. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающееся тем, что выпрямительные мосты модулей собраны в две параллельные ветви, высоковольтный вывод расположен посредине колонны сердечников, а крайние мосты у торцов колонны заземлены. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бальян Р.Х. Трансформаторы для адиоэлектроники, Советское раио, 1971, с. 54, рис. 2-38. № 3662248, 2. Патент США кл. 321-11, 1969.